有机物光催化降解产过氧化氢研究中优化反应中化剂与污染物对应实验条件

一、常用催化剂的典型实验条件

1. 二氧化钛（TiO₂）

1.1光源：300W氙灯（模拟太阳光）/ 254nm紫外灯，光照强度100-200 mW/cm²

方案1模拟太阳光：纽比特HSX-F300氙灯光源，采用美国进口氙灯灯泡，光谱范围300nm~2500nm，*模拟太阳光，光照强度可通过调光器*调节至100-200 mW/cm²，配备光学滤光片可去除红外热辐射，避免反应体系温度过高。

方案2紫外光：纽比特HSX-UV300氙灯光源，紫外光区输出功率达6.6W，主波长254nm，光照强度均匀性>90%，有效照射面积可达30×30cm²，适合实验室规模的光催化反应。

1.2温度：25-35℃（室温），部分高温改性TiO₂可提升至40-50℃

1.3反应容量：50-500 mL（实验室规模），工业级可达10-100 L

1.4适配污染物：罗丹明B、甲基橙、苯酚、抗生素（如四环素）

1.5关键参数：催化剂用量0.5-2 g/L，pH值3-9（锐钛矿型TiO₂在酸性条件下活性更高）

1.6实验操作过程：

1)      配置50-500 mL浓度为10-50 mg/L的污染物溶液，用HNO₃或NaOH调节pH值至3-9；

2)      加入0.5-2 g/L的TiO₂催化剂，超声分散10 min，使催化剂均匀悬浮；

3)      将反应容器置于纽比特HSX-F300氙灯光源或HSX-UV300氙灯光源下，开启搅拌，调节光照强度至100-200 mW/cm²；

4)      每隔一定时间取样，用0.22 μm滤膜过滤后，采用紫外-可见分光光度计测定污染物浓度；

5)      计算降解率，绘制降解曲线。

2. 氧化锌（ZnO）

2.1光源：365nm紫外灯 / 可见光LED（波长400-450nm），光照强度80-150 mW/cm²

方案1紫外光：纽比特HSX-UV300氙灯光源，主波长365nm，紫外光区输出功率6.6W，光照强度可调节至80-150 mW/cm²，适合ZnO的光催化反应。

方案2可见光：纽比特LED 150可见光LED光源，主波长420nm，输出功率150W，光照强度均匀性>95%，可提供稳定的可见光照射，波长400-450nm，*匹配ZnO的可见光响应范围。

2.2温度：20-30℃，温度过40℃易导致ZnO溶解

2.3反应容量：50-200 mL

2.4适配污染物：亚甲基蓝、刚果红、水杨酸

2.5关键参数：催化剂用量0.3-1.5 g/L，需添加0.1-0.5 mmol/L的牺牲剂（如甲醇）抑制光生电子-空穴复合

2.6实验操作过程：

1)      配置50-200 mL浓度为10-50 mg/L的污染物溶液，加入0.1-0.5 mmol/L的甲醇作为牺牲剂；

2)      加入0.3-1.5 g/L的ZnO催化剂，超声分散10 min；

3)      将反应容器置于纽比特HSX-UV300氙灯光源或LED 150可见光LED光源下，开启搅拌，调节光照强度至80-150 mW/cm²；

4)      每隔一定时间取样，过滤后测定污染物浓度；

5)      考察不同牺牲剂浓度对降解效率的影响，优化实验条件。

3. 硫化镉（CdS）

3.1光源：可见光LED（波长420-550nm），光照强度150-300 mW/cm²

方案1纽比特大功率LED光源，主波长450nm，输出功率300W，光照强度可调节至150-300 mW/cm²，采用水冷散热系统，确保长时间稳定运行，适合CdS的可见光光催化反应，波长420-550nm，*匹配CdS的可见光吸收带。

3.2温度：25-40℃，高温易导致CdS光腐蚀

3.3反应容量：50-300 mL

3.4适配污染物：甲基蓝、苯酚、氯代烃

3.5关键参数：催化剂用量0.2-1 g/L，需在惰性气体（如氮气）氛围下进行，避免氧化

3.6实验操作过程：

1)    配置50-300 mL浓度为5-20 mg/L的污染物溶液，加入0.2-1 g/L的CdS催化剂，超声分散10 min；

2)    向反应容器中通入氮气，排出空气，营造惰性气体氛围；

3)    将反应容器置于纽比特大功率LED光源下，开启搅拌，调节光照强度至150-300 mW/cm²；

4)    每隔一定时间取样，过滤后测定污染物浓度；

5)    考察不同氮气流量对CdS稳定性和降解效率的影响。

4. 氮化碳（g-C₃N₄）

4.1光源：可见光LED（波长400-600nm），光照强度100-250 mW/cm²

方案1纽比特大功率LED光源，主波长500nm，输出功率250W，光谱范围覆盖400-600nm，光照强度可调节至100-250 mW/cm²，采用模块化设计，可根据反应需求灵活组合，适合g-C₃N₄的可见光光催化反应。

4.2温度：25-50℃，温度升高可促进过氧化氢生成

4.3温度：25-50℃，温度升高可促进过氧化氢生成

4.4反应容量：100-500 mL

4.5适配污染物：罗丹明B、四环素、双酚A

4.6关键参数：催化剂用量0.5-2 g/L，pH值5-9，可通过掺杂金属离子（如Fe³+、Cu²+）提升活性

4.7实验操作过程：

1)      配置100-500 mL浓度为5-30 mg/L的污染物溶液，用HNO₃或NaOH调节pH值至5-9；

2)      加入0.5-2 g/L的g-C₃N₄催化剂（可预先掺杂Fe³+、Cu²+等金属离子），超声分散10 min；

3)      将反应容器置于纽比特大功率LED光源下，开启搅拌，调节光照强度至100-250 mW/cm²；

4)      每隔一定时间取样，过滤后测定污染物浓度，同时采用碘量法测定过氧化氢生成量；

5)      考察不同金属离子掺杂量对g-C₃N₄光催化活性的影响。

5. 共价有机框架（COFs）

5.1光源：：纽比特大功率LED光源，主波长550nm，输出功率400W，光谱范围覆盖420-650nm，光照强度可调节至200-400 mW/cm²，具有高单色性和高稳定性，适合COFs的高选择性光催化反应。

5.2温度：25-60℃，部分COFs在高温下仍保持稳定

5.3反应容量：50-200 mL

5.4适配污染物：有机染料、酚类、卤代烃

5.5关键参数：催化剂用量0.1-0.5 g/L，具有高选择性，可实现有机污染物降解与过氧化氢联产

5.6实验操作过程：

1)    配置50-200 mL浓度为5-20 mg/L的污染物溶液，加入0.1-0.5 g/L的COFs催化剂，超声分散10 min；

2)    将反应容器置于纽比特大功率LED光源下，开启搅拌，调节光照强度至200-400 mW/cm²；

3)    每隔一定时间取样，过滤后测定污染物浓度和过氧化氢生成量；

4)    考察不同COFs催化剂对不同污染物的选择性降解性能；

5)    优化反应温度，实现有机污染物降解与过氧化氢联产的*平衡。

二、典型有机污染物的实验条件

1. 染料类（罗丹明B、甲基橙）

1.1催化剂选择：TiO₂、ZnO、g-C₃N₄

1.2光源：紫外灯/可见光LED，光照强度100-200 mW/cm²

1)     TiO₂：纽比特HSX-F300氙灯光源或HSX-UV300氙灯光源

2)     ZnO：纽比特HSX-UV300氙灯光源或LED 150可见光LED光源

3)     g-C₃N₄：纽比特大功率LED光源（主波长500nm）

4)     光照强度调节至100-200 mW/cm²

1.3温度：25-35℃

1.4反应容量：100-500 mL

1.5初始浓度：10-50 mg/L

1.6降解效率：60-120 min内降解率可达90%以上

1.7实验操作过程：

1)    配置100-500 mL浓度为10-50 mg/L的染料溶液，调节pH值至催化剂适宜范围；

2)    选择合适的催化剂，加入到染料溶液中，超声分散10 min；

3)    选择对应的纽比特光源，调节光照强度至100-200 mW/cm²，开启搅拌；

4)    每隔15-30 min取样，过滤后采用紫外-可见分光光度计测定染料浓度；

5)    绘制降解曲线，计算降解率和反应动力学常数。

2. 酚类（苯酚、双酚A）

2.1催化剂选择：TiO₂、CdS、COFs

2.2光源：紫外灯/可见光LED，光照强度150-300 mW/cm²

1)     TiO₂：纽比特HSX-F300氙灯光源或HSX-UV300氙灯光源

2)     CdS：纽比特大功率LED光源（主波长450nm）

3)     COFs：纽比特大功率LED光源（主波长550nm）

4)     光照强度调节至150-300 mW/cm²

2.3温度：25-40℃

2.4反应容量：50-300 mL

2.5初始浓度：5-20 mg/L

2.6降解效率：90-180 min内降解率可达85%以上，同时产生0.5-2 mmol/L的过氧化氢

2.7实验操作过程：

1)    配置50-300 mL浓度为5-20 mg/L的酚类溶液，调节pH值至催化剂适宜范围；

2)    选择合适的催化剂，加入到酚类溶液中，超声分散10 min；

3)    若使用CdS催化剂，需通入氮气营造惰性氛围；

4)    选择对应的纽比特光源，调节光照强度至150-300 mW/cm²，开启搅拌；

5)    每隔30-60 min取样，过滤后采用高效液相色谱法测定酚类浓度，采用碘量法测定过氧化氢生成量；

6)    分析酚类降解产物和过氧化氢生成规律，优化实验条件。

3. 抗生素类（四环素、环丙沙星）

3.1催化剂选择：TiO₂、g-C₃N₄、铋基复合材料

3.2光源：氙灯/可见光LED，光照强度200-300 mW/cm²

1)     TiO₂：纽比特HSX-F300氙灯光源

2)     g-C₃N₄：纽比特大功率LED光源（主波长500nm）

3)     铋基复合材料：纽比特大功率LED光源（主波长500nm）

4)     光照强度调节至200-300 mW/cm²

3.3温度：25-35℃

3.4反应容量：100-500 mL

3.5初始浓度：5-30 mg/L

3.6降解效率：120-240 min内降解率可达80%以上

3.7实验操作过程：

1)      配置100-500 mL浓度为5-30 mg/L的抗生素溶液，调节pH值至催化剂适宜范围；

2)      选择合适的催化剂，加入到抗生素溶液中，超声分散10 min；

3)      选择对应的纽比特光源，调节光照强度至200-300 mW/cm²，开启搅拌；

4)      每隔60-120 min取样，过滤后采用高效液相色谱法测定抗生素浓度；

5)      采用液质联用技术分析抗生素降解中间产物，评估其毒性变化；

6)      优化催化剂用量和光照强度，提高抗生素降解效率。

4. 卤代烃类（三氯甲烷、四氯化碳）

4.1催化剂选择：CdS、COFs、改性TiO₂

4.2光源：紫外灯/可见光LED，光照强度100-200 mW/cm²

1)     CdS：纽比特大功率LED光源（主波长450nm）

2)     COFs：纽比特大功率LED光源（主波长550nm）

3)     改性TiO₂：纽比特HSX-UV300氙灯光源

4)     光照强度调节至100-200 mW/cm²

4.3温度：20-30℃

4.4反应容量：50-200 mL

4.5初始浓度：1-10 mg/L

4.6降解效率：60-120 min内降解率可达90%以上，需注意中间产物的毒性

4.7实验操作过程：

1)    配置50-200 mL浓度为1-10 mg/L的卤代烃溶液，加入合适的催化剂，超声分散10 min；

2)    若使用CdS催化剂，需通入氮气营造惰性氛围；

3)    选择对应的纽比特光源，调节光照强度至100-200 mW/cm²，开启搅拌；

4)    每隔30-60 min取样，采用顶空气相色谱法测定卤代烃浓度；

5)    分析卤代烃降解中间产物，评估其毒性，优化反应条件以减少有毒中间产物的生成；

6)    考察不同改性TiO₂对卤代烃降解效率的影响。

三、实验条件优化原则

1.光源匹配：根据催化剂的带隙宽度选择合适波长的光源，如TiO₂需紫外光，g-C₃N₄和COFs可使用可见光

   Ÿ   紫外光光源：HSX-UV300氙灯光源，适合宽禁带催化剂（如TiO₂）

   Ÿ   可见光光源：LED 150可见光LED光源、大功率LED光源，适合窄禁带催化剂（如g-C₃N₄、COFs、CdS）

   Ÿ   模拟太阳光光源：HSX-F300氙灯光源，适合需要模拟自然光照条件的光催化研究

2.温度控制：大多数反应在室温下即可进行，高温需考虑催化剂的稳定性和过氧化氢的分解

   Ÿ   氙灯光源：配备光学滤光片和风冷散热系统，有效去除红外热辐射

   Ÿ   可见光LED光源：采用水冷散热系统，确保长时间稳定运行，避免光源发热导致反应体系温度升高

3.反应容量：实验室规模通常为50-500 mL，工业应用可通过连续流反应器放大

• 实验室规模：可搭配50-500 mL的反应容器，适合小批量实验研究
• 工业规模：可通过多光源组合和连续流反应器集成，实现光催化反应的工业化放大

4.pH调节：根据催化剂的等电点调节反应体系的pH值，以提高催化剂的吸附性能和催化活性

• 实时监测反应体系pH值变化
• 根据预设的pH值范围，自动调节酸或碱的加入量
• 实现光催化反应过程中pH值的*控制

HSX系列 高能量光催化氙灯光源（太阳光模拟器）

主要应用: 光解水产氢、光化学催化降解、二氧化碳制甲醇、光化学合成、光降解污染物、水污染处理、生物光照、光学检测、太阳能电池研究、荧光材料测试（透射、反射、吸收）、材料形变、各类模拟日光可见光加速实验、紫外波段加速实验、光致变色、光催化、光催化分解水、光电化学分解水、化学分析、检查照明、对光反应变色、光谱学、紫外线消毒、人工光合作用、荧光显微测定、光能疗法

氙灯光源技术参数

1000W/1500W大功率氙灯光源产品资料

核心产品关键词

大功率氙灯光源、1000W氙灯光源、1500W氙灯光源、多波段氙灯光源、单色光氙灯、光催化光源、科研级氙灯系统

产品概述

北京纽比特科技有限公司深耕科研光源领域，针对高功率实验需求研制的1000W/1500W大功率氙灯光源，覆盖紫外光（300-400nm）、可见光（400-800nm）及红外光（800-1500nm）全光谱，并支持254nm、365nm、500nm、660nm等20+单色光输出。搭配全自动软件控制及分光仪，可实现定波长、定时*光输出，适配光化学反应器、光电化学池等设备，兼容气相色谱、电化学工作站等检测仪器，为科研实验提供稳定可靠的光能量支持。

光谱参数

技术参数亮点

360°光路转向器：二级滤光片设计确保光谱*，支持任意方向照射，适配复杂实验场景。核心应用场景（细分领域）

1.     光催化研究

·     水分解制氢/制氧、CO₂还原、有机物降解等光催化反应，匹配不同波长需求（如365nm紫外光激发催化剂活性）。

2.     材料科学

·     光敏材料性能测试、涂层光老化实验、半导体材料光响应研究。

3.     生物医疗

·     光动力疗法（PDT）光源、细胞光刺激实验、荧光标记物激发（如488nm可见光激发荧光探针）。

4.     环境监测

·     水质污染物光降解效率评估、大气颗粒物光化学反应模拟。

5.     能源领域

·     太阳能电池效率测试、人工光合作用模拟、*储能材料光致性能研究。

6.     工业质检

·     精密部件表面缺陷检测（紫外光照射显影）、印刷品颜色一致性光控检测。

产品优势

· 科研级可靠性：14年光源研发经验，服务中科及高校实验室，稳定运行保障实验数据可重复性。

· 定制化方案：支持光谱定制、光路系统集成，满足个性化实验需求。

· 智能化控制：软件*调控光功率、波长及照射时间，适配自动化实验流程。

1500W氙灯光源技术参数

360°光路专向器

二级滤光片设计，*光谱，安装各种滤光片。360°光路专向，任意方向照射。

应用

▪ 光催化（Photocatalyst）
▪ 化学分析（Chemical analysis）
▪ 检查照明（Inspection lighting）
▪ 对光反应变色（Photochromism）
▪ 光谱学（Spectroscopy）
▪ 紫外线消毒（UV light disinfection）
▪ 人工光合作用（Artificial photosynthesis）
▪ 荧光显微测定（Fluorescent observation）
▪ 光能疗法（Photodynamic therapy）

NBET-LED LED大功率LED光源

NBET-LED系列大功率LED光源系统发光是采用二极管单株集成阵列，发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光。

应用方向                                                     

LED光源在光催化、光谱测试、光降解、电池测试、光致发光、光致、生物、物理光学、染料化工、石油化工等领域有无可比拟的优越性，寿命长

谱段选择 

白光 、254nm、310nm、355nm、365nm，385nm，395nm，405nm，420nm，425nm，455nm，470nm，500nm，520nm，590nm，620nm，660nm，740nm，850nm，940nm、980nm ，其他波长可定制。

技术参数                                                      

NBET-LED300光源

技术参数

NBET-LED4四通道多谱段LED光源

主要应用：

◆ 紫外固化， 12通道全部采用365nm波长的LED，光强可以达到6000mW/cm2

◆ 各种酒类、饮料的检测（白酒的特征识别）

◆ 紫外线光源，生物遗传工程，分子遗传学，医学卫生，生物制品，药物研究，卫生防疫，染料化工，石油化工，纺织行业，公安政法部门，文物考古部门，凡需要进行荧光分析的部门都可使用。 生化 , 微生物, 基因, 遗传, 医学 , 催化，每个通道采用不同波长的紫外线LED， 从240nm至 410nm，每5nm一个台阶，进行细化分析

◆ 标准光源，由于LED发光光谱比较单一，能量一致，可以作为有效的标准光源
◆ 紫外线消毒，紫外线不仅可以消毒淡水，还可以消毒海水；不仅可以消毒饮用水，还可以消毒废水。水质量和水污染的定量分析（水处理技术效果的检验）。

◆ 生物－灭菌，细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收254～257nm。

◆ 植物生理特性的研究（基因工程效果的检验）、农药检测。

可选波长：26个波长的紫外光，28个波段的可见光，16个波段的红外光，任意搭配

远紫外光：

240 nm，245 nm，250 nm，255 nm，260 nm，265 nm，270 nm，275 nm，280 nm，285 nm，290 nm，295 nm 
近紫外光：

300 nm，305 nm,310 nm，315 nm,325 nm,335 nm,345 nm,355 nm,365 nm,375 nm,385 nm,395 nm,405 nm,415 nm
可见光： 

420 nm， 430 nm，450 nm,，470 nm，490 nm，500 nm，505 nm，525 nm，535 nm，545 nm，565 nm，570 nm，580 nm，590 nm，605 nm，625 nm，630 nm，645 nm，660 nm，670 nm，680 nm，690 nm，700 nm，720 nm，735 nm，750 nm，760 nm，780 nm
近红外光：

810 nm，830 nm，850 nm，870nm，880 nm，890 nm，910 nm，940 nm，970 nm，980nm
远红外光：

1050 nm，1070 nm，1200 nm，1300nm，1450 nm，1550 nm

注：每个通道单独控制强度。